CN117087591A - 破窗装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种破窗装置及车辆，涉及车辆技术领域，用于解决相关技术中的破窗锤和玻璃破碎器对于火灾发生时的破窗效率较低的问题。所述破窗装置包括控制单元、振动单元和传感单元，振动单元和传感单元均和控制单元信号连接，传感单元设置于车辆的乘员舱内，振动单元连接于车辆的车窗玻璃；传感单元被配置为监测乘员舱内的环境信息，控制单元被配置为根据环境信息判断车辆是否发生火灾，并在车辆发生火灾时，控制振动单元发出与车窗玻璃固有频率匹配的振动波，以使车窗玻璃破碎，其中，环境信息包括乘员舱内的烟雾浓度。在车辆内失火时，该破窗装置可提高车窗的破窗效率，保证车内乘员快速逃离。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种破窗装置及车辆。
背景技术
在汽车失火的交通事故中，车门门锁往往会失效，缺乏逃生通道会造成严重的人员伤亡，如此一来，车窗的有效破碎令乘员逃生则显得尤为重要。
相关技术中，用于破碎车窗的破窗装置包括破窗锤和玻璃破碎器，其中，破窗锤通常被放置于车内储物箱或悬挂于车内，玻璃破碎器设置于车窗上，且与车内中控单元控制连接，发生险情时，需车内乘员主动按动控制按钮或按键以触发玻璃破碎器破窗。
然而，车辆发生火情时，车内人员往往会由于惊慌失措而不能快速、有效地找到破窗锤并手持其破窗，或者，找到触发安装于车窗上的玻璃破碎器的控制开关来破窗，即相关技术中的破窗锤和玻璃破碎器对于火灾发生时的破窗效率较低。
发明内容
本发明提供一种破窗装置及车辆，在车辆内失火时，用于提高车窗的破窗效率，保证车内乘员快速逃离。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种破窗装置，其包括控制单元、振动单元和传感单元，所述振动单元和所述传感单元均和所述控制单元信号连接，所述传感单元设置于车辆的乘员舱内，所述振动单元连接于所述车辆的车窗玻璃；
所述传感单元被配置为监测所述乘员舱内的环境信息，所述控制单元被配置为根据所述环境信息判断所述车辆是否发生火灾，并在所述车辆发生火灾时，控制所述振动单元发出与所述车窗玻璃固有频率匹配的振动波，以使所述车窗玻璃破碎，其中，所述环境信息包括所述乘员舱内的烟雾浓度。
本发明实施例所提供的破窗装置至少具有如下有益效果：
通过破窗装置中控制单元控制下的传感单元配合振动单元来依车内是否发生火灾的环境信息从而精准及时破窗，三者信号连接能实现环境信息的稳定传输，提升了破窗装置的可靠性，同时，装置机构简单，振动单元与车窗玻璃的连接安装便利性也较高，不仅如此，该破窗装置工作时通过控制单元控制振动单元发出与车窗玻璃固有频率匹配的振动波，使车窗玻璃破碎，这样可使玻璃沿平行于自身表面方向破碎，且破碎范围可控性较高，较相关技术通过外部机械力破窗的方式而言，减小了乘员因车窗玻璃破碎而被划伤的可能性，进而提升了乘员的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述传感单元包括烟雾传感器，所述烟雾传感器信号连接于所述控制单元，所述烟雾传感器被配置为监测所述乘员舱内的烟雾浓度。
在一种可能的实现方式中，所述传感单元还包括温度传感器，所述温度传感器被配置为检测所述乘员舱内的温度，所述温度传感器和所述控制单元信号连接，且所述控制单元被配置为根据所述乘员舱内的温度和所述乘员舱内的烟雾浓度控制所述振动单元工作。
在一种可能的实现方式中，所述振动单元包括振动电机、声波激励器、压电陶瓷组件和磁性振动组件中的至少一种；
其中，所述振动电机连接于所述车窗玻璃；
所述声波激励器和所述车窗玻璃表面接触；
所述压电陶瓷和所述控制器电连接，且所述压电陶瓷和所述车窗玻璃表面连接；
所述磁性振动组件包括设置于所述车窗表面的磁体，所述磁体被构造为在所述磁性振动组件的磁力作用下振动。
在一种可能的实现方式中，所述振动单元包括所述振动电机，所述振动电机和所述车窗玻璃分别设有插孔，所述振动电机插接于所述插孔的传动线束通过传动线束传动连接于所述车窗玻璃，所述传动线束被配置为将所述振动电机的动能传递至所述车窗玻璃。
在一种可能的实现方式中，所述振动电机通过夹持件夹在所述车窗玻璃边缘。
在一种可能的实现方式中，所述声波激励器粘接于所述车窗玻璃表面，或者，所述声波激励器嵌入所述车辆的车门内，且与所述车窗玻璃的边缘接触。
在一种可能的实现方式中，所述磁性振动组件还包括电磁线圈，所述电磁线圈被配置为接收电流激励产生磁场以带动所述磁体振动。
在一种可能的实现方式中，所述振动单元为至少两个，且不同所述振动单元设置于所述车窗玻璃的不同位置；和/或，不同所述振动单元设置于不同的所述车窗玻璃。
本发明的第二方面提供一种车辆，包括上述任一项技术方案提供的破窗装置。
本发明的第二方面提供的有益效果与本发明的第一方面所提供的有益效果基本相同，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的破窗装置装配于车窗玻璃后的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的车内起火时装配有破窗装置的车窗玻璃被破碎后的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的破窗装置各装置单元间的连接交互示意图。
附图标记说明：
100-振动单元；
110-振动电机；
200-传感单元；
210-烟雾传感器；220传感器线束；
300-车窗玻璃。
具体实施方式
正如背景技术所述，车辆起火且车门门锁失效的情况下，破碎车窗来供乘员逃离对于人员生命安全至关重要，在相关技术中，乘员通过破窗锤或按下控制开关控制安装于车窗上的玻璃破碎器来破窗，存在着破窗效率较低的问题。经发明人研究发现，出现这种问题的原因主要在于：车辆发生火情时，车内人员往往会由于惊慌失措而不能快速、有效地找到破窗锤并手持其破窗，或者，找到触发安装于车窗上的玻璃破碎器的控制开关来破窗。
针对上述技术问题，本发明实施例提供一种破窗装置，在车辆起火，但是车门锁失效无法开门时，烟雾触发烟雾传感器，烟雾传感器输出信号至车窗处高速振动电机，电机振动频率与玻璃共振，使玻璃快速碎裂，确保车内乘员可以通过车窗快速逃生。
为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
第一方面，本发明实施例提供一种破窗装置，结合图1和图2，其包括控制单元、振动单元100和传感单元200，振动单元100和传感单元200均和控制单元信号连接，传感单元200设置于车辆的乘员舱内，振动单元100连接于车辆的车窗玻璃300，控制单元可以单独集成于振动单元100，也可以集成于车辆中控系统。
传感单元200被配置为监测乘员舱内的环境信息，控制单元被配置为根据环境信息判断车辆是否发生火灾，并在车辆发生火灾时，控制振动单元100发出与车窗玻璃300固有频率匹配的振动波，以使车窗玻璃300破碎，其中，环境信息包括乘员舱内的烟雾浓度，可选的，传感单元200内预设烟雾浓度为0.5-2％，例如，当车内烟雾浓度达到2％时，传感单元200向控制单元发出触发振动单元100工作的信号，以实现破窗。
进一步，结合图3，传感单元200上可设置显示模块和/或提示模块，用于显示和/或提示环境信息，例如，传感单元200为烟雾传感器210，显示模块为设置于烟雾传感器210表面的显示屏，用于实时显示车辆内部烟雾浓度，提示模块为安装于烟雾传感器210上的指示灯，用于在车辆内部烟雾浓度在安全浓度和火情浓度之间范围内亮灯指示，以提示乘员警惕车内状况。
这样一来，通过破窗装置中控制单元控制下的传感单元200配合振动单元100来以车内是否发生火灾的环境信息从而精准及时破窗，三者信号连接能实现环境信息的稳定传输，提升了破窗装置的可靠性，同时，装置机构简单，振动单元100与车窗玻璃300的连接安装便利性也较高。
不仅如此，本实施例中破窗装置工作时通过控制单元控制振动单元100发出与车窗玻璃300固有频率匹配的振动波，使车窗玻璃300破碎，这样可使玻璃沿平行于自身表面方向破碎，且破碎范围可控性较高，较相关技术通过外部机械力破窗的方式而言，减小了乘员因车窗玻璃300破碎而被划伤的可能性，进而提升了乘员的安全性。
作为一种可能的实施方式，传感单元200包括烟雾传感器210，烟雾传感器210信号连接于控制单元，烟雾传感器210被配置为监测乘员舱内的烟雾浓度，示例性地，烟雾传感器210为化学气体传感器或红外气体传感器。
这样，具备检测气体成分功能能够利于对于车内起火燃烧后续处理中的火情原因分析，烟雾传感器210也可以为离子化烟雾传感器210，通过烟雾粒子进入传感器内吸收传感器内所设置离子源所发射的离子，产生电流变化，通过检测电流变化来映射烟雾浓度信息，敏感度高且响应速度更快。
作为一个例子，传感单元200还包括温度传感器，温度传感器可以作为独立于烟雾传感器210的模块并列设置于车辆内部，也可以耦合于烟雾传感器210内，即于烟雾传感器210内的耦合温度传感器单元，二者的温度探测模块和烟雾探测模块相连，且共用电子电路、信号处理单元及电源，温度传感器被配置为检测乘员舱内的温度，温度传感器和控制单元信号连接，且控制单元被配置为根据乘员舱内的温度和乘员舱内的烟雾浓度控制振动单元100工作。
示例性地，温度传感器为耦合于烟雾传感器210的电子电路上的热敏电阻，其可直接测量车内环境温度，并输出与温度成反比的电阻值，提升温度传感器的响应速度和灵敏度。
又一个例子中，温度传感器为与车辆的电子控制单元信号连接的CMOS温度传感器，可直接实时监控并输出温度数值，精度更高、温度漂移更小且尺寸更小。
在一些实施例中，振动单元100包括振动电机110、声波激励器、压电陶瓷组件和磁性振动组件中的至少一种，其中，振动电机110连接于车窗玻璃300；声波激励器和车窗玻璃300表面接触；压电陶瓷和控制器电连接，且压电陶瓷和车窗玻璃300表面连接；磁性振动组件包括设置于车窗表面的磁体，磁体被构造为在磁性振动组件的磁力作用下振动。
如此一来，可根据车辆成本及汽车玻璃材质特征性选择不同的振动单元100结构及组合，各振动装置均可在车辆所提供的电能驱使下产生与车窗玻璃300实现共振的高频率振动。
例如，车窗玻璃300的固有频率为2000Hz-20000Hz，其具体值取决因素包括玻璃尺寸及材料类型，本实施例所提供的振动单元100的具体装置所能发出的振动频率均可与车窗玻璃300固有频率匹配。
在又一个例子中，振动单元100包括振动电机110，振动电机110和车窗玻璃300分别设有插孔，振动电机110插接于插孔的传动线束通过传动线束传动连接于车窗玻璃300，传动线束被配置为将振动电机110的动能传递至车窗玻璃300。
振动电机110作为振动单元100的结构设计，具备结构简单、体积较小的特点而提高车辆内安装振动单元100时的空间利用率，也降低了成本，不仅如此，通过插装于振动电机110和车窗玻璃300之间的传动线束，实现了振动电机110向车窗玻璃300间接传递振动波，避免日常时的振动电机110与车窗玻璃300间结构接触面积过大而造成的不必要的损耗，进一步，传动线束为柔性线束，如柔性橡胶线束。
另一些实施例中，控制单元设置于振动电机110内，传感单元200为烟雾传感器210，振动电机110和烟雾传感器210均设有线孔，振动电机110和烟雾传感器210通过插装于线孔的传感器线束220信号连接，该结构不仅可起到对传感器线束220的集中和定位作用，防止线束乱窜而致使线路信号失稳。
作为可能的实施方式，振动电机110通过夹持件夹在车窗边缘，示例性地，夹持件为夹持片和夹持螺栓的配合组件，夹持螺栓穿设于夹持片所预设的通孔并螺入振动电机110所预设的螺纹孔，以实现振动电机110被夹在车窗玻璃300边缘，进一步，夹持件与车窗玻璃300边缘之间设有橡胶垫圈，提高夹持片夹持力的均匀性的同时还可防止车窗玻璃300的接触损伤。
在上述实施例的基础上，可以改进的是，声波激励器粘接于车窗玻璃300表面，或者，声波激励器嵌入车辆的车门内，且与车窗玻璃300的边缘接触，这样可以提高声波激励器在车辆上安装空间利用率。
值得一提的是，声波激励器所产生的高频声波振动传播速度更快。如果考虑到声波会伴随高音频噪音而对乘员造成不适的情况，可以通过声波激励器与振动电机110耦合发出振动波，提高电机振动波发送效率的同时减小单一声波振动所产生的噪音。
在一些实施例中，磁性振动组件还包括电磁线圈，电磁线圈被配置为接收电流激励产生磁场以带动磁体振动，这样一来，较其它振动波输出结构而言，利用磁性振动组件通过磁场激励使得磁体产生振动，响应速度更快且稳定性较高，火情时破坏车窗玻璃300的效率更高。
作为其它可能的实施例，振动单元100为至少两个，例如，振动单元100为四个，且不同的振动单元100设置于车窗玻璃300的不同位置，如四个振动单元100设置于车窗玻璃300的四角，或者，两个振动单元100设置于侧方单个车窗玻璃300的相对两角，两个振动单元100设置于后方车窗玻璃300的相对两角。
这样一来，通过调控多个振动单元100在车窗上的设置位置以及多个振动单元100分设于不同车窗玻璃300，火情时，增加车窗玻璃300的受振点位以提高破窗速度，并增加破窗数量以加快乘员的逃生速度。
本申请实施例提供的破窗装置，该破窗装置可以应用于电动车/设备(ElectricVehicle，简称EV)、纯电动汽车设备(Pure Electric Vehicle/Battery ElectricVehicle，简称：PEV/BEV)、混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，简称：HEV)、增程式设备(Range Extended Electric Vehicle，简称REEV)、插电式混合动力汽车(Plug-inHybrid Electric Vehicle，简称：PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)。
第二方面，本发明实施例提供一种车辆，其包括设置于乘员舱内的第一方面任一方案所提供的破窗装置。
本发明实施例所提供的破窗装置至少具有如下有益效果：
通过破窗装置中控制单元控制下的传感单元配合振动单元来以车内是否发生火灾的环境信息从而精准及时破窗，三者信号连接能实现环境信息的稳定传输，提升了破窗装置的可靠性，同时，装置机构简单，振动单元与车窗玻璃的连接安装便利性也较高。
不仅如此，该破窗装置工作时通过控制单元控制振动单元发出与车窗玻璃固有频率匹配的振动波，使车窗玻璃破碎，这样可使玻璃沿平行于自身表面方向破碎，且破碎范围可控性较高，较相关技术通过外部机械力破窗的方式而言，减小了乘员因车窗玻璃破碎而被划伤的可能性，进而提升了乘员的安全性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种破窗装置，其特征在于，包括控制单元、振动单元和传感单元，所述振动单元和所述传感单元均和所述控制单元信号连接，所述传感单元设置于车辆的乘员舱内，所述振动单元连接于所述车辆的车窗玻璃；
所述传感单元被配置为监测所述乘员舱内的环境信息，所述控制单元被配置为根据所述环境信息判断所述车辆是否发生火灾，并在所述车辆发生火灾时，控制所述振动单元发出与所述车窗玻璃固有频率匹配的振动波，以使所述车窗玻璃破碎，其中，所述环境信息包括所述乘员舱内的烟雾浓度。
2.根据权利要求1所述的破窗装置，其特征在于，所述传感单元包括烟雾传感器，所述烟雾传感器信号连接于所述控制单元，所述烟雾传感器被配置为监测所述乘员舱内的烟雾浓度。
3.根据权利要求2所述的破窗装置，其特征在于，所述传感单元还包括温度传感器，所述温度传感器被配置为检测所述乘员舱内的温度，所述温度传感器和所述控制单元信号连接，且所述控制单元被配置为根据所述乘员舱内的温度和所述乘员舱内的烟雾浓度控制所述振动单元工作。
4.根据权利要求1-3任一项所述的破窗装置，其特征在于，所述振动单元包括振动电机、声波激励器、压电陶瓷组件和磁性振动组件中的至少一种；
其中，所述振动电机连接于所述车窗玻璃；
所述声波激励器和所述车窗玻璃表面接触；
所述压电陶瓷和所述控制器电连接，且所述压电陶瓷和所述车窗玻璃表面连接；
所述磁性振动组件包括设置于所述车窗表面的磁体，所述磁体被构造为在所述磁性振动组件的磁力作用下振动。
5.根据权利要求4所述的破窗装置，其特征在于，所述振动单元包括所述振动电机，所述振动电机和所述车窗玻璃分别设有插孔，所述振动电机插接于所述插孔的传动线束通过传动线束传动连接于所述车窗玻璃，所述传动线束被配置为将所述振动电机的动能传递至所述车窗玻璃。
6.根据权利要求5所述的破窗装置，其特征在于，所述振动电机通过夹持件夹在所述车窗玻璃边缘。
7.根据权利要求4所述的破窗装置，其特征在于，所述声波激励器粘接于所述车窗玻璃表面，或者，所述声波激励器嵌入所述车辆的车门内，且与所述车窗玻璃的边缘接触。
8.根据权利要求4所述的破窗装置，其特征在于，所述磁性振动组件还包括电磁线圈，所述电磁线圈被配置为接收电流激励产生磁场以带动所述磁体振动。
9.根据权利要求1-3任一项所述的破窗装置，其特征在于，所述振动单元为至少两个，且不同所述振动单元设置于所述车窗玻璃的不同位置；和/或，不同所述振动单元设置于不同的所述车窗玻璃。
10.一种车辆，其特征在于，包括设置于乘员舱内的如权利要求1-9任一项所述的破窗装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311078365.1A CN117087591A (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 破窗装置及车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311078365.1A CN117087591A (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 破窗装置及车辆 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN117087591A true CN117087591A (zh) | 2023-11-21 |
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ID=88773220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311078365.1A Pending CN117087591A (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 破窗装置及车辆 |
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| CN (1) | CN117087591A (zh) |
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2023
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